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【摘 要】现如今我国小型煤矿众多，加强小型矿整改势在必行。本文根据国家关于改进小型煤矿的相关文件，针对南桥煤矿的地质特征，对该矿工作面布置方式与参数进行了确定。为类似条件下小型煤矿改进提供了依据。
【关键词】工作面长度；工作面高度；支护方式；设备选型
一、矿井概况
南桥煤业公司矿井建于1970年3月，1983年11月30日建成投产，采用立井+斜井混合开拓，2005年核定生产能力0.26Mt/a。矿井上工业场地位于唐源村东面，下工业场地位于马坡村，两条回风斜井分别位于各自风井场地内。共布置了五条井筒，分为为主立井、1#副斜井、2#副斜井、西一风井、西二风井，采用“三进二回”的两翼对角式通风方式，抽出式通风方法。地面生产系统、辅助设施、行政公共建筑等已经形成，井下已经形成较完整的井巷系统[1]。工作面采用走向长壁分层炮采，全部垮落法管理顶板。
矿井机械化水平及资源回收率低，为进一步提高矿井生产安全水平，根据国家四部门发布的《关于推进小型煤矿机械化的指导意见》，陕西蒲白南桥煤业有限公司煤矿进行机械化改造。
二、煤层地质条件
5-2煤层位于太原组中上部，K3标志层之上，K4标志层之下，分布稳定，为一中厚～厚煤层，厚度0.79～8.96m，平均厚度4.47m，为井田内唯一全区可采煤层。
5-2煤层结构复杂，含矸0～4层，一般为2～3层，且多以3层为多。夹矸分别命名为顶矸、上矸、下矸。夹矸最大总厚度2.06m，最小0.15m，一般1m，其中顶矸距煤层顶板0.17～1.58m，一般0.73m，平均厚度0.42m。夹矸稳定，岩性一般为泥岩，含砂质，层理明显。上矸上距顶矸0.12～1.95m，一般0.7m，下距下矸0.25～2.24m，一般1.22m。该层夹矸稳定，厚度一般为0.21m。岩性为高岭石泥岩，属优质高岭土。下矸下距煤层底板0～2.55m，平均厚度0.93m。夹矸厚度变化较大，平均厚度为0.26m，岩性为高岭石炭质泥岩。
受构造影响，本区煤体结构以碎裂～碎粒煤为主，煤层硬度3～4级，煤层破坏比较严重的区域，煤体大多为粉末状，开采时易发生片帮现象，采下的煤遇水后易形成煤泥堵塞溜煤眼[2]。
三、采煤工作面布置
（一）采煤方法的确定：根据本井田的地质条件、煤层赋存特征和矿井生产规模，结合国内外综采发展现状并结合目前采掘设备的发展现状。设计5-2煤层采用中厚～厚煤层一次采全高综采采煤法，全部垮落法管理顶板。
工作面参数确定
1、工作面长度：本矿井可采范围内煤层受地质条件约束，一采区扣除断层煤柱外南北宽485m。采区内断裂构造发育。设计矿井移交时在一采区5-2煤层内布置1个长壁综采工作面，工作面长度暂定为140m，矿井在生产过程中可根据采区内断裂构造实际情况进行调整。
2、工作面推进长度：矿井工作面推进长度受采区尺寸、村庄保护煤柱限制，一采区工作面推进长度为0.6km～1.9km之间。
3、工作面采高：一采区内的5-2煤层厚度为1.72～3.98m，平均厚度3.4m，首采工作面平均采高3.4m，设计工作面采高随煤层厚度变化而变化。
（二）回采工艺
1、工艺参数：根据矿井生产能力、煤层赋存条件和工作面设备特点，设计确定采煤机截深为0.6m。
2、综合机械化回采工艺：工作面主要作业工序为：采煤机落煤—刮板输送机运煤—破碎机破碎—桥式转载机转载—可伸缩胶带输送机运煤[3]。
工作面循环作业方式：采煤机由机头斜切进刀→移端头支架和过渡支架→移端头刮板输送机→采煤机反向割机头煤→采煤机反向空驶→采煤机割第一刀煤→移架→推刮板输送机→采煤机由机尾斜切进刀，进行下一个循环。
3、割煤方式：采煤机在工作面的进刀方式，将直接影响工作面的工时利用以及采煤机效能的发挥。根据我国综采工作面的实际情况，设计采用端部斜切进刀方式。双向割煤具有辅助工序少，采煤速度快，工序紧凑，工时利用率高及生产能力大的特点，因此，结合本矿井具体条件，设计工作面采用双向割煤方式。
4、移架：工作面实行追机作业，顺序移架，邻架操纵，移架滞后采煤机5m左右进行。移架时，先收护帮板，同时降立柱，操作移架千斤顶，以前溜为支点向前移架。移动一个步距后，立即升柱，打出护帮板。
5、推移刮板输送机：在采煤机割煤、移架后推移刮板输送机，滞后采煤机20～25m左右进行，推移刮板输送机时以支架为支点操作手把，并应保证至少有2～3个推溜千斤顶同时动作。
四、掘进工作面布置
（一）巷道掘进及支护方式
1、采区巷道断面的确定：采区巷在新井断层南面为岩巷，在新井断层北面进入煤层后位煤巷。由于采区内断裂构造及其发育，设计综合考虑大型设备运输、通风、掘进、矿压、巷道服务年限等因素，设计确定采区巷道采用半圆拱断面，工作面巷道断面均采用矩形断面[4]。
采区巷道断面特征详见表4-1。
表4-1主要巷道断面特征表
2、采区巷道支护方式：采区内断裂构造及其发育，主要巷道采用锚网喷支护，工作面巷道采用锚杆支护，开切眼采用锚杆+锚索联合支护，并适当增加单体液压支柱加强支护[5]。巷道在局部破碎地段可采用钢拱架加强支护，钢拱架材料可采用29号U型钢。
（二）井巷施工掘进进度指标
根据矿井掘进工作面装备水平、参考邻近矿井掘进进度指标，矿井生产时各类巷道掘进进度指标取值如下：
岩巷（炮掘） 150m/月；
煤层巷道（炮掘） 200m/月；
煤巷（综掘） 400m/月；
硐室（炮掘） 500m3/月。
（三）掘进工作面和掘进设备配置
本矿井井下装备1个综采工作面，年推进度950m。为保证工作面正常接续，矿井年掘进工程总量为3500m左右。因此，井下配备1个综掘工作面和1个炮掘工作面，采掘面比为1：2。
1、综掘工作面主要设备选型
（1）掘进机（利用已有）
型号：EBJ120TP型
功率：190kW
电压等级：660V
（2）双向可伸缩胶带输送机
型号：SJJ800/2×40
功率：2×40kW
能力：400t/h
（3）转载机
型号：SZD730 /90型
功率：90kW
能力：400t/h
（4）其他设备：除上述主要设备外，掘进工作面还配备了湿式除尘风机、局部扇风机、锚杆机、调度绞车、小水泵、探水钻机、激光指向仪等设备。
2、钻爆法掘进工作面主要设备选型：钻爆法掘进工作面利用已有设备，工作面配备有ZMS-12B煤电钻、气腿式凿岩机、ZMY200型装煤岩机，除此之外还配备了局部扇风机、湿式除尘风机、混凝土喷射机、混凝土搅拌机、混凝土喷射机手、混凝土喷射机除尘器、锚杆机、调度绞车、小水泵、探水钻机、激光指向仪等设备。
五、总结
（一）本文根据国家关于改进小型煤矿的相关文件，针对南桥煤矿的地质特征，对该矿工作面布置方式与参数进行了确定。
（二）为类似条件下中小型煤矿改进提供了可靠的依据。
【参考文献】
[1]陈炎光，陆士良.中国煤矿巷道围岩控制[M].中国矿业大学出版社，1994.
[2]朱德仁.长壁工作面老顶的破断规律及其应用[D].博士学位论文，中国矿业大学，1987.
[3]钱鸣高，刘听成.矿山压力及其控制[M].北京：煤炭工业出版社，1984.
[4]何廷峻.工作面端头悬顶在沿空巷道中破断位置的预测[J].煤炭学报，2000，25（1）：28-31.
[5]柏建彪.沿空掘巷围岩控制[M].徐州：中国矿业大学出版社，2006.
【关键词】工作面长度；工作面高度；支护方式；设备选型
一、矿井概况
南桥煤业公司矿井建于1970年3月，1983年11月30日建成投产，采用立井+斜井混合开拓，2005年核定生产能力0.26Mt/a。矿井上工业场地位于唐源村东面，下工业场地位于马坡村，两条回风斜井分别位于各自风井场地内。共布置了五条井筒，分为为主立井、1#副斜井、2#副斜井、西一风井、西二风井，采用“三进二回”的两翼对角式通风方式，抽出式通风方法。地面生产系统、辅助设施、行政公共建筑等已经形成，井下已经形成较完整的井巷系统[1]。工作面采用走向长壁分层炮采，全部垮落法管理顶板。
矿井机械化水平及资源回收率低，为进一步提高矿井生产安全水平，根据国家四部门发布的《关于推进小型煤矿机械化的指导意见》，陕西蒲白南桥煤业有限公司煤矿进行机械化改造。
二、煤层地质条件
5-2煤层位于太原组中上部，K3标志层之上，K4标志层之下，分布稳定，为一中厚～厚煤层，厚度0.79～8.96m，平均厚度4.47m，为井田内唯一全区可采煤层。
5-2煤层结构复杂，含矸0～4层，一般为2～3层，且多以3层为多。夹矸分别命名为顶矸、上矸、下矸。夹矸最大总厚度2.06m，最小0.15m，一般1m，其中顶矸距煤层顶板0.17～1.58m，一般0.73m，平均厚度0.42m。夹矸稳定，岩性一般为泥岩，含砂质，层理明显。上矸上距顶矸0.12～1.95m，一般0.7m，下距下矸0.25～2.24m，一般1.22m。该层夹矸稳定，厚度一般为0.21m。岩性为高岭石泥岩，属优质高岭土。下矸下距煤层底板0～2.55m，平均厚度0.93m。夹矸厚度变化较大，平均厚度为0.26m，岩性为高岭石炭质泥岩。
受构造影响，本区煤体结构以碎裂～碎粒煤为主，煤层硬度3～4级，煤层破坏比较严重的区域，煤体大多为粉末状，开采时易发生片帮现象，采下的煤遇水后易形成煤泥堵塞溜煤眼[2]。
三、采煤工作面布置
（一）采煤方法的确定：根据本井田的地质条件、煤层赋存特征和矿井生产规模，结合国内外综采发展现状并结合目前采掘设备的发展现状。设计5-2煤层采用中厚～厚煤层一次采全高综采采煤法，全部垮落法管理顶板。
工作面参数确定
1、工作面长度：本矿井可采范围内煤层受地质条件约束，一采区扣除断层煤柱外南北宽485m。采区内断裂构造发育。设计矿井移交时在一采区5-2煤层内布置1个长壁综采工作面，工作面长度暂定为140m，矿井在生产过程中可根据采区内断裂构造实际情况进行调整。
2、工作面推进长度：矿井工作面推进长度受采区尺寸、村庄保护煤柱限制，一采区工作面推进长度为0.6km～1.9km之间。
3、工作面采高：一采区内的5-2煤层厚度为1.72～3.98m，平均厚度3.4m，首采工作面平均采高3.4m，设计工作面采高随煤层厚度变化而变化。
（二）回采工艺
1、工艺参数：根据矿井生产能力、煤层赋存条件和工作面设备特点，设计确定采煤机截深为0.6m。
2、综合机械化回采工艺：工作面主要作业工序为：采煤机落煤—刮板输送机运煤—破碎机破碎—桥式转载机转载—可伸缩胶带输送机运煤[3]。
工作面循环作业方式：采煤机由机头斜切进刀→移端头支架和过渡支架→移端头刮板输送机→采煤机反向割机头煤→采煤机反向空驶→采煤机割第一刀煤→移架→推刮板输送机→采煤机由机尾斜切进刀，进行下一个循环。
3、割煤方式：采煤机在工作面的进刀方式，将直接影响工作面的工时利用以及采煤机效能的发挥。根据我国综采工作面的实际情况，设计采用端部斜切进刀方式。双向割煤具有辅助工序少，采煤速度快，工序紧凑，工时利用率高及生产能力大的特点，因此，结合本矿井具体条件，设计工作面采用双向割煤方式。
4、移架：工作面实行追机作业，顺序移架，邻架操纵，移架滞后采煤机5m左右进行。移架时，先收护帮板，同时降立柱，操作移架千斤顶，以前溜为支点向前移架。移动一个步距后，立即升柱，打出护帮板。
5、推移刮板输送机：在采煤机割煤、移架后推移刮板输送机，滞后采煤机20～25m左右进行，推移刮板输送机时以支架为支点操作手把，并应保证至少有2～3个推溜千斤顶同时动作。
四、掘进工作面布置
（一）巷道掘进及支护方式
1、采区巷道断面的确定：采区巷在新井断层南面为岩巷，在新井断层北面进入煤层后位煤巷。由于采区内断裂构造及其发育，设计综合考虑大型设备运输、通风、掘进、矿压、巷道服务年限等因素，设计确定采区巷道采用半圆拱断面，工作面巷道断面均采用矩形断面[4]。
采区巷道断面特征详见表4-1。
表4-1主要巷道断面特征表
2、采区巷道支护方式：采区内断裂构造及其发育，主要巷道采用锚网喷支护，工作面巷道采用锚杆支护，开切眼采用锚杆+锚索联合支护，并适当增加单体液压支柱加强支护[5]。巷道在局部破碎地段可采用钢拱架加强支护，钢拱架材料可采用29号U型钢。
（二）井巷施工掘进进度指标
根据矿井掘进工作面装备水平、参考邻近矿井掘进进度指标，矿井生产时各类巷道掘进进度指标取值如下：
岩巷（炮掘） 150m/月；
煤层巷道（炮掘） 200m/月；
煤巷（综掘） 400m/月；
硐室（炮掘） 500m3/月。
（三）掘进工作面和掘进设备配置
本矿井井下装备1个综采工作面，年推进度950m。为保证工作面正常接续，矿井年掘进工程总量为3500m左右。因此，井下配备1个综掘工作面和1个炮掘工作面，采掘面比为1：2。
1、综掘工作面主要设备选型
（1）掘进机（利用已有）
型号：EBJ120TP型
功率：190kW
电压等级：660V
（2）双向可伸缩胶带输送机
型号：SJJ800/2×40
功率：2×40kW
能力：400t/h
（3）转载机
型号：SZD730 /90型
功率：90kW
能力：400t/h
（4）其他设备：除上述主要设备外，掘进工作面还配备了湿式除尘风机、局部扇风机、锚杆机、调度绞车、小水泵、探水钻机、激光指向仪等设备。
2、钻爆法掘进工作面主要设备选型：钻爆法掘进工作面利用已有设备，工作面配备有ZMS-12B煤电钻、气腿式凿岩机、ZMY200型装煤岩机，除此之外还配备了局部扇风机、湿式除尘风机、混凝土喷射机、混凝土搅拌机、混凝土喷射机手、混凝土喷射机除尘器、锚杆机、调度绞车、小水泵、探水钻机、激光指向仪等设备。
五、总结
（一）本文根据国家关于改进小型煤矿的相关文件，针对南桥煤矿的地质特征，对该矿工作面布置方式与参数进行了确定。
（二）为类似条件下中小型煤矿改进提供了可靠的依据。
【参考文献】
[1]陈炎光，陆士良.中国煤矿巷道围岩控制[M].中国矿业大学出版社，1994.
[2]朱德仁.长壁工作面老顶的破断规律及其应用[D].博士学位论文，中国矿业大学，1987.
[3]钱鸣高，刘听成.矿山压力及其控制[M].北京：煤炭工业出版社，1984.
[4]何廷峻.工作面端头悬顶在沿空巷道中破断位置的预测[J].煤炭学报，2000，25（1）：28-31.
[5]柏建彪.沿空掘巷围岩控制[M].徐州：中国矿业大学出版社，2006.